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第9章 关于3D打印(6)

我们投资建设的3D打印在线(http://www.3d2013.cn)已于2013年下半年正式上线。对于3D打印在线,我们赋予三大功能:一是信息资讯平台,及时、全面、权威提供3D打印的全球行业信息;二是电子商务平台,免费为会员企业提供产品全球性宣传和推广,鼓励会员企业利用3D打印在线开设产品专区;三是个性化定制服务平台,联盟通过3D打印在线,加强与社会各界的交流和沟通,将接到的加工服务订单交给会员企业去完成。这样不仅实现了3D打印与互联网技术的结合,还为会员企业拓宽了市场。

中国3D打印技术产业联盟副理事长、金运激光董事长梁伟认为,3D打印有市场需求,但并不集中,以至于在传统商业模式下并没有体现出很好的商业价值。正因如此,该公司将借助O2O模式实现3D打印线上线下业务的有机互动,借用这种新的模式,打造3D激光创意产品定制加工工厂和大数据中心。这个设想,便是金运激光推广的“3D打印云工厂计划”。

“云工厂”的目标客户定位非常明显,将由两类人群构成:主要目标客户为从事设计、创意、工业制造等相关行业的商业用户,次要目标客户为追求潮流的个性化消费者。具体操作方式也很简单。未来消费者可以将激光加工及3D打印数据上传到“云”,或将创意提交给云平台设计师完成模型数据设计,再由云端工厂集中生产制作完成,并通过物流系统交付消费者。“记梦馆”将成为对接“云工厂”的一个重要环节,其业务流程是:客户到“记梦馆”通过3D扫描、效果修饰、线上确认之后,数据资料被上传至云平台,再由云端工厂进行打印;工序结束后,厂家再将打印品送到连锁店或客户手中,一周左右时间即可完成全流程。金运激光将“云工厂”作为进军3D打印的突破口,“记梦馆”在全国铺开,争取发展至100家。

光韵达是另外一家在创业板上市的会员企业。中国3D打印技术产业联盟副理事长、光韵达股份公司董事长侯若洪十分看好3D打印在汽车等领域的应用,并已通过收购上海一家创意设计单位,将触角伸进上海,与上汽集团、宝马集团等汽车厂家合作,利用3D打印技术协助企业开发汽车新产品。

总体来看,现在还只是3D打印技术产业化的初级阶段或者说起步阶段,未来3~5年将是3D打印技术最为关键的发展机遇期。中国3D打印技术产业联盟自2012年10月15日成立后,统一了大家的思想,通过寻找差距,形成了“抱团发展、集群发展”的共识:并制定了未来三年争取实现百亿产值的目标。只要市场缺口打开,国内3D打印技术市场规模将至少保持一倍以上的增长速度,并有可能成为世界3D打印的中心。

2008—2013年3D打印机全球购买量(台)

2012年3D打印全球市场规模为20亿美元,同比增长了29%;3D打印机的销售量同比上升了25%,其中有38%产自美国,接近10%产自中国。桌面级3D打印机销售增速将进一步加快,工业级3D打印机市场份额扩大,一些制造商开始使用3D打印技术直接生产成品零件。

2012年全球3D打印机销量占比

对于3D打印技术的未来发展,我一直比较乐观,因为所有这一切我都有幸参与其中,能够深刻感受到这个行业几乎每一天都在发生的巨大变化。中国3D打印技术产业联盟成立一年来,对国内3D打印行业带来的变化是有目共睹的。2013年上半年,国内会员企业反映他们实现的销售收入基本上翻了一番。而德国EOS、比利时马特瑞尔莱斯等公司在国内的业绩也是增长一倍以上。过去EOS公司一个财年才销售9台设备,2013年就达到22台,2014年有望实现50台。

2014年,我们将至少有三家3D打印技术产业创新中心对外开放,仅凭联盟这三家创新中心采购设备就可能突破1亿元,对3D打印行业的直接带动作用就可望突破10亿元。三年以后,我们在国内主要工业城市至少将建成10个创新中心,基本完成在国内主要工业城市的布局。3D打印技术在国内应用市场这张网络将基本成形。

有媒体朋友希望我展望一下2020年时,中国和世界3D打印技术的市场将有多大。我想,距离2020年还有六年时间,而这六年才是世界3D打印产业真正的起步期和发展期。

想要让3D打印在这段时间里尽可能地铺展开,需要以点带面。3D打印技术要得到社会和用户的认可,就不能仅仅停留在工业领域的应用。哪怕一家3D打印照相馆、一间提供个性化定制服务的工作室,也是对3D打印技术最好的推广。只要让公众充分了解3D打印技术,就能为其今后大规模的应用提供强劲动力。

3D打印市场发展

目前全球从事3D打印机的研发单位和生产商、材料商、配套服务商不足100家,而国内大大小小的企业加起来也不过三四十家。从事工业级3D打印机研制的企业主要有武汉滨湖机电科技有限公司、中航天地激光有限公司、北京隆源自动成型系统有限公司、湖南华曙高科有限公司、无锡飞尔康快速制造有限公司、江苏永年激光成形技术有限公司等不足10家。从事桌面级3D打印机研制的主要有南京紫金立德电子有限公司、杭州三临先维科技有限公司、武汉金运激光股份公司、南京宝岩自动化有限公司、青岛优尼科有限公司、北京太尔时代有限公司等不足10家。从事生物医学3D打印研发和生产的企业主要有清华大学、华南理工大学、上海大学、杭州电子科技大学、江阴瑞康生物科技公司、杭州三临先维科技有限公司等。其他主要是材料企业、代理商或相关联的配套服务企业。

长期以来,3D打印主要应用于工业模具和设计领域,近年来才挺进大众消费市场。工业用的3D打印机很难进入B2B市场,不像桌面级3D打印机在B2B市场那么广泛,那么方便。其主要原因是桌面级3D打印机面向的都是普通老百姓,价格一般在几千元、一万元的范围内。而工业级3D打印机,针对的消费群体是企业,但不是所有企业,针对面有限,价格也在几十万、几百万元以上。就好比虽然今天电子商务如此发达,汽车等高附加值的产品在网上交易却远不如快消品一样。

但是,未来几乎任何一项产品都将与电子商务结合起来,这是大势所趋,对此我们必须引起高度重视。目前我们开办的3D打印在线就将集电子商务、云计算平台、信息交流等多项功能于一身,引领3D打印产业发展。

桌面级3D打印机主要适用于设计和创意领域,有利于广大学生动手动脑,提高创新能力。3D打印机进入学校和家庭,指的是桌面级3D打印机的广泛应用。虽然,现在3D打印机还不可能像电脑那样普及,但是家庭和学校是非常巨大的市场,从2014年下半年开始,3D打印机就会开始陆续进入部分大学和家庭。

我们能够感觉到桌面级3D打印机的市场增长非常快,有越来越多的人对3D打印机产生浓厚兴趣,这是科普、推广、培训3D打印技术,鼓励更多学生、创意和设计人员动手动脑,进入3D打印领域最好的办法。这个市场的发展前景非常广阔,一定能够达到快速普及3D打印知识,推广3D打印技术的目的。

桌面级和工业级3D打印市场的划分是非常清晰的,用户群体大不一样。就目前来看,全球3D打印市场的规模还非常小,大多数以销售设备为主,应用和加工服务才刚刚起步。3D打印技术迟迟未能快速发展,不是技术本身的问题,而是应用市场没有发展起来。

比利时Materialise公司开发的3D打印私人助听器的制造过程

2012年是中国3D打印的科普元年,目前国内已经对这一产业有了较深入的认识,国家正在制定顶层设计来扶持3D打印技术的发展。

2012年10月15日成立的中国3D打印技术产业联盟标志着3D打印的资源整合已经步入新阶段,不再是以往“小而散”的状况。相比之下,包括美国在内等发达国家的相关产业仍处于分散发展状态,不容易形成合力。3D打印技术发展关键在于市场和应用,最终目标就是实现产业化、集群式发展。

2013年国内3D打印市场比上年增长一倍以上。2012年国内3D打印设备销售和服务,大概是10亿元的水平,2013年已突破20亿元,2014年有望达到40亿元或50亿元规模。

桌面级3D打印机的应用市场在快速打开,增长最快,我们倡导的3D打印机进入100所高校、进入家庭、进入社区的活动,将在2014年产生重大溢出效应。目前我们正在青岛、珠海、绵阳等工业城市推动的中国3D打印技术产业创新中心项目,将成为推动3D打印技术市场应用,促进3D打印技术产业化的重要推手。

未来三年是我国3D打印技术和市场应用发展非常关键的时期,桌面级和工业级3D打印机均将实现快速增长,生物医学领域的应用也将呈现快速发展的势头。目前,大家的认识还只是停留在3D打印技术的概念上,对3D打印技术缺乏足够的了解,更谈不上大规模的应用。我想,这是一个逐步深入的过程,任何一项新兴技术都会经历这样一个过程。

按照我们当前计划在三年时间内在国内10多个工业城市集中建设中国3D打印技术产业创新中心、开展3D打印机进百所高校、建设中国3D打印技术产业总部基地、集中建设3D打印技术产业园区的思路发展下去,三年以后我们的市场规模就会突破百亿大关,距离3D打印技术产业化目标将越来越近。

我的自信主要来源于我们正在规划建设中的3D打印技术产业创新中心,按照我们的规划,在主要工业城市建设的创新中心一般在经历1~2年的市场培育和推广期后,市场可望达到10亿元以上的规模水平。我们在三年内将陆续建成至少10个创新中心,因此,三年后我们至少有10个创新中心投入全面运营,产值可望达到或超过百亿规模。

同时,我在青岛、潍坊、珠海等地进行实地调研时,通过与海信集团、海尔集团、潍柴动力、北汽福田等企业座谈,找到了3D打印技术巨大的市场需求,这也进一步增强了我的信心。因此我坚信,通过联盟推出的一系列举措,三年时间内国内3D打印技术完全能够进入产业化阶段。

麦肯锡公司2013年5月的部分咨询报告内容

我们完全有理由相信,十年以后,3D打印技术将实现产业化,产值将达千亿以上。3D打印机进入高校、进入家庭,将变得更加普遍。而3D打印技术在工业上的应用将不仅仅局限在航空航天、汽车等领域,其他领域的应用也将启动起来。3D打印技术在生物医学领域的应用也将不仅仅局限在打印牙齿、骨骼修复等方面。

根据麦肯锡咨询公司在2013年5月发布的咨询报告,麦肯锡预测3D打印在2025年将会带来230亿美元到550亿美元的直接经济影响。其中消费者直接使用3D打印将会占到100亿到300亿美元,其次是产品生产,占到100亿到200亿美元,模型制作也会占到30亿到50亿美元的市场份额。

材料瓶颈有待突破

从工艺品到飞机零部件,从能发射子弹的手枪到能吃的蛋糕,3D打印技术似乎已经无所不能。不过3D打印技术在应用中还面临诸多困难,其中材料问题是当前的主要障碍。

目前业界对设备、硬件、软件的研究比较多,而对材料的研究还比较少。材料产业作为产业革命最基础的产业,是工业的基础。但是,材料问题已经成为阻碍3D打印发展的主要障碍,除了可适用的材料成熟度跟不上整个3D打印市场的发展之外,还存在打印时的流畅性与固化程序需要时间的矛盾,冷却定型与材料强度的矛盾,以及材料对人体的安全性及对环境的友好性的矛盾等等。

比如在3D打印的家用领域,目前的材料主要是石膏、光敏树脂、塑料等,难以满足大众用户的需求。据了解,以色列的Object公司已经可以在14种基本材料的基础上混搭出107种材料。然而,这些材料的种类与现实世界中的材料相比,仍然相差甚远。

工业级的3D打印材料也十分有限,目前适用的金属材料只有10余种,而且还需要专用的金属粉末材料才能获得满足要求的金属零件。

目前,我国的金属粉末材料大都依靠进口。每3个月申请一次,每次限制为25公斤,价格很高,还受到诸多限制。为此有专家建议,应针对3D打印制定通用的材料物性标准,使3D打印的适用材料(特别是金属材料)通用化,降低3D打印的应用门槛,从而使3D打印的应用范围更广泛。

在工业领域,随着3D打印应用的拓展,金属粉末材料的国产化需求也日益迫切。值得一提的是,江苏、浙江、北京等地有会员企业表示,已经系统地掌握了多项微粉制备的尖端技术,并具备各种微细粉体的生产能力和各种具有国际先进水平的粉体生产设备制造能力,可以生产130~1600摄氏度范围内的各种金属单质或合金粉末材料。

此外,还有一些公司专注于PLA(聚乳酸)材料在3D打印中的应用,这种材料的特点是具有很好的生物相容性,进入生物体内后可以降解成乳酸,通过代谢排出体外。同时,这种材料还具有透明性好、机械强度高等诸多优点。

2012年,国家已经将材料列为02专项,并给予资金、政策等扶持,是否能够将3D打印材料列入进去,我们还在积极争取。

3D打印可能引发的安全问题

利用3D打印技术的确可以打印许多东西,但是打印枪支这类特殊产品一方面需要特殊材料,要求材料的强度很高;另一方面,枪支的软件设计不是大众化的软件,是非常专业的。而且生产枪支这类的打印机都是工业级的,不是进入家庭使用的桌面级3D打印机所能够实现的。即使是利用工业打印机打印出来的枪支,相比传统生产方式制造出来的枪支,性能特点差距也非常大。目前来看,利用3D打印技术打印出枪支,某种程度上看还只是一个噱头。

究竟利用3D打印技术还能够打印什么?我们还不知道。但可以肯定的是,既然利用3D打印机可以打印枪支,那么,我们不排除,还可能打印出其他危害人体安全的工具,由此引发的社会问题需要引起我们的注意。哪些是我们可以做的,哪些是我们不能做的,应该由法律做一个界定,以防患于未然,避免行业受到伤害。

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